Az orr mélyében sok milliónyi idegsejt található, amelyek a szagok hatására impulzusokat küldenek az agy szaglóhagyma nevű részébe. A különböző szagok különböző mintázatban aktiválják a szaglás központjának elemi egységeit, az úgynevezett glomerulusokat, amelyekben a szaglóközpont szinapszisai csoportosulnak. A szaglás esetén, szemben a látással vagy a hallással, nagyon keveset tudunk arról, hogy egy illat mely jellemzői érvényesülnek elsődlegesen annak feldolgozása és felismerése során. A New York Egyetem kutatói éppen ezért kezdték azt vizsgálni, hogy pontosan hogyan teszünk különbséget a romlott hal és az érett banán szaga között.
Ehhez optogenetikai eszközöket használtak, amely során fényjelekkel aktiválnak specifikus (előzőleg módosított) idegsejteket az agyban, így határozva meg azok funkcióját. A szakértők legutóbbi kísérleteik során egerek szaglóhagymájában váltottak ki „szintetikus szagérzeteket” az agyterület glomerulusainak megfelelő módon való aktiválása révén. Ehhez először betanították az állatokat egy új „szag” felismerésére: hat specifikus glomerulust aktiváltak, és utána vizet adtak jutalmul az állatoknak, míg más glomerulusok aktiválása esetén nem adtak jutalmat.
Amikor az egerek megtanulták felismerni a kiválasztott „szagot”, a kutatók elkezdték variálni a szintetikus szagképzést: a kérdéses hat glomerulust a korábbihoz képest más sorrendben aktiválták, illetve más glomerulusokat is beiktattak a szekvenciába, így próbálva felderíteni, hogy melyik szaglóközponti egység mennyire fontos egy adott szag felismerése során. Így sikerült feltárniuk, hogy a glomerulusok aktiválódásának sorrendje kulcsfontosságú a szag azonosításában: amikor megváltoztatták az eredeti szekvenciát, és a megszokotthoz képest másik glomerulussal kezdtek, az egerek 30 százalékkal kevesebbszer ismerték fel a szagot. Amikor viszont csak a sorozat utolsó tagján variáltak, csak 5 százalékkal csökkent a detektálási képesség.
Dmitry Rinberg, a kutatás egyik résztvevője a szagérzet kialakulását a dallamokhoz hasonlítja, amelyben a glomerulusok hangjegyekként vesznek részt. Ha a hangok nem a megfelelő sorrendben követik egymást, a dallam szétesik, felismerhetetlenné válik. És ez fokozottabban érvényesül, ha már az első hang is rossz, mint hogyha csak a hatodik változik meg a megszokotthoz képest. Az új eredmények alátámasztják azon korábbi vizsgálatokat, amelyek a szaglás kapcsán szintén a glomerulusok aktivitási mintázatának fontosságára hívják fel a figyelmet, megerősítve, hogy a mintázat létrejötte során nemcsak az aktiválódó elemek milyensége, de a működésbe lépés időzítése is lényeges, különösen az elsőként aktiválódó glomerulusok esetében.
